UserGuide (972278), страница 2
Текст из файла (страница 2)
3), введите в поле«Дополнительный реагент» (см. рис. 5) название добавляемого вещества. После этогонажмите кнопку «Добавить». Новое вещество появится в нижней части списка веществи для него будет сформировано дифференциальное уравнение dCi dt = 0 . Далее можноввести начальную (постоянную) концентрацию вещества либо заменить дифференциальное уравнение явным выражением для концентрации, как описано в предыдущемпункте.Чтобы удалить из модели добавленный реагент, нужно ввести его название в поле«Дополнительный реагент» (можно для этого щелкнуть левой кнопкой мыши на названии реагента в левом столбце таблицы) и нажать кнопку «Удалить».1.3.
Ввод экспериментальных кинетических кривыхЭкспериментальные кинетические кривые необходимы для решения обратной кинетической задачи. Кроме того, экспериментальные кривые можно использовать длясравнения с результатами расчета при решении прямой задачи.Экспериментальные кривые задаются на вкладке «Эксперимент» (рис. 7).
Вводданных возможен после того, как определена модель (составлен список веществ).6Рис. 7. Вкладка «Эксперимент»Прежде всего необходимо создать столбцы таблицы для кинетических кривых,которые будут заданы. Откройте список веществ в левом верхнем углу вкладки и выберите в нем нужное название. Затем нажмите кнопку «Добавить». В таблице появитсястолбец для выбранного вещества. Если необходимо, добавьте таким же способомстолбцы для других веществ. После этого можно вводить экспериментальные точки(рис. 8).Если для какого-то момента времени на кривой отсутствует экспериментальнаяточка, то соответствующую ячейку таблицы можно оставить пустой.Допускается задание нескольких кривых для одного и того же вещества (например, эксперимент проводился несколько раз). В дальнейшем для конкретного расчетаможно взять одну кривую, а остальные кривые скрыть с помощью механизма временного исключения данных (меню «Правка → Исключить»).
Можно также временно исключать отдельные точки на кривой или некоторые моменты времени для всех кривых.Рис. 8. Ввод экспериментальных кинетических кривых.Если задано несколько экспериментальных кривых, то при решении обратной задачи отклонения рассчитанных концентраций от экспериментальных значений для раз7ных кривых учитываются со своими весовыми множителями. Это делается для того,чтобы уравнять вклады от разных кривых в общую сумму квадратов отклонений, есликонцентрации разных веществ различаются по порядку величины.
Программа можетсамостоятельно выбрать весовые множители, либо пользователь задает их по своемуусмотрению, чтобы повысить значимость какой-то кривой по сравнению с другими.Для автоматического определения весовых множителей программой следует поставить галочку в переключателе «Автоопределение весов» (рис. 9). В этом случае весовой множитель для кривой будет обратно пропорциональным среднеквадратичнойвеличине концентраций в заданных экспериментальных точках.Рис. 9. Режим автоматического определения весовых множителей.Если вы хотите задать свои значения весовых множителей, нужно выключить режим автоопределния (убрать отметку в переключателе). После этого выберите кривую,щелкнув левой кнопкой мыши на заголовке соответствующего столбца таблицы, и вполе «Вес» введите значение весового множителя для этой кривой (рис.
10). По умолчанию при отключенном режиме автоопределения весовые множители принимаютсяравными единице.Рис. 10. Задание весовых множителей пользователем.Если в таблице нет одноименных столбцов, т.е. кривая однозначно определяетсяназванием вещества, то указать кривую для ввода весового множителя можно также,выбрав вещество из списка в левом верхнем углу вкладки.1.4. Задание условий реакции и режима вывода результатовЕсли в исходных данных задачи определена температурная зависимость константскорости, т.е. заданы параметры уравнения Аррениуса, то необходимо указать температуру, при которой моделируется ход реакции.Для задания условий реакции, а также режима вывода результатов расчета (о котором речь пойдет чуть позже), нужно выбрать в меню пункт «Расчет → Режим» либонажать соответствующую кнопку на панели инструментов (см.
рис. 11).8Рис. 11. Меню «Расчет» и кнопка «Режим» на панели инструментов.При этом на экране появится диалоговая панель, показанная на рис. 12.Рис. 12. Панель задания условий реакции и режима вывода результатов.Задание температурного режимаПрограмма Kinet позволяет проводить расчет для изотермических условий, а также при постепенном нагреве или охлаждении системы по линейному или квадратичному закону. В общем случае зависимость температуры от времени задается в видеT (t ) = T0 + T1 t + T2 t 2 ,где T0, T1 и T2 — постоянные коэффициенты.
При T1 = T2 = 0 имеем изотермическийрежим (температура T0); при T1 ≠ 0, T2 = 0 — нагрев/охлаждение по линейному закону.По умолчанию в программе задан изотермический режим при стандартной температуре 298.15 К (T0 = 298.15, T1 = 0, T2 = 0).Если ни для одной константы скорости не заданы аррениусовские параметры, торезультаты расчета не зависят от температуры.
В этом случае температура может бытьпроизвольной (например, можно оставить значение по умолчанию).Режим вывода результатовПри численном интегрировании дифференциальных уравнений модели решениеимеет дискретный характер, т.е. выглядит как таблица значений концентраций в заданные моменты времени на ограниченном отрезке [0, tmax]. Говорят, что решение получено на некоторой сетке, которая может быть как равномерной, так и неравномерной.В программе предусмотрено два способа задания сетки. Первый, более простой,требует задать только протяженность отрезка интегрирования tmax.
На этом отрезкестроится равномерная сетка моментов времени, причем ее шаг определяется автомати9чески. Второй способ предусматривает непосредственное задание сетки пользователем;на количество точек и их распределение никаких ограничений не накладывается.Первому способу, используемому по умолчанию, соответствует режим «Автовыбор шага» (см. рис. 12). В этом случае достаточно ввести в поле «tmax» конечный момент времени.
Программа строит на отрезке [0, tmax] равномерную сетку, содержащуюоколо 250 точек. Шаг сетки корректируется таким образом, чтобы моменты временивыражались достаточно круглыми цифрами, так что фактическое количество точек может оказаться несколько больше или меньше, чем 250.Чтобы использовать второй способ задания сетки, необходимо выключить режим«Автовыбор шага».
При этом становится доступной расположенная ниже таблица дляввода произвольной сетки (см. рис. 13). Сетка состоит из последовательно идущих сегментов, на каждом из которых точки расположены с постоянным шагом. Для каждогосегмента в строке таблицы задают шаг сетки и конечную точку. Начальной точкой первого сегмента является момент времени 0; для остальных сегментов начальная точкасовпадает с конечной точкой предыдущего сегмента.Рис. 13. Задание произвольной неравномерной сетки вывода решений.Если шаг не указан, он принимается равным длине сегмента; тогда сегмент содержит только одну точку (конечную).На рис. 13 приведен пример задания неравномерной сетки, состоящей из 7 сегментов.
На отрезке от 0 до 0.01 точки идут с шагом 0.0001; от 0.01 до 0.1 — с шагом0.001; от 0.1 до 1 — с шагом 0.05; от 1 до 5 — с шагом 0.25; далее идут две одиночныеточки 7 и 10 (сегменты с одной точкой); наконец, на отрезке от 10 до 100 точки идут сшагом 10.При решении прямой кинетической задачи программа выводит результат в численной форме (в виде таблицы концентраций на заданной сетке) и одновременно в видеграфика кинетических кривых. Если решаются несколько задач, то программа по умолчанию строит для каждого решения отдельный график.
Однако, иногда бывает нужноизобразить результаты нескольких решений на общем графике, например, чтобы сравнить поведение кинетических кривых при разных вариантах кинетической схемы либоразных значениях констант скорости. Для этой цели предусмотрен режим «Наложениеграфиков» (см. рис. 14).Рис. 14. Включение режима вывода нескольких решений на общий график.10Чтобы можно было различить кривые, принадлежащие разным решениям, они наобщем графике изображаются линиями разной толщины.В программе также имеются более гибкие средства управления графиками, которые позволяют отображать одни и те же результаты на нескольких графиках в разныхмасштабах, в линейных и логарифмических координатах, а также строить фазовыепортреты.
Подробности см. в разделе «Работа с графиками».1.5. Временное исключение данныхПрограмма позволяет временно исключать из рассмотрения отдельные элементыданных, не удаляя их физически из описания задачи. В частности, можно исключать изкинетической схемы отдельные реакции, а из экспериментальных данных — отдельныеточки или кинетические кривые целиком. Для того, чтобы исключить какой-либо элемент, его нужно вначале выделить щелчком левой кнопки мыши, а затем выбрать в меню пункт «Правка → Исключить» либо нажать соответствующую кнопку на панелиинструментов (рис. 15).
У исключенных элементов фон изображения меняется на светло-серый (рис. 16).Исключенный элемент можно вновь включить в данные, выделив его мышью ивыбрав затем пункт меню «Правка → Включить» или нажав соответствующую кнопкуна панели инструментов (рис. 17). В меню «Правка» имеется также пункт «Включитьвсе», который позволяет отменить все ранее сделанные исключения на текущей вкладке.
При этом не требуется предварительно выделять исключенные элементы данных.Рис. 15. Временное исключение реакции с помощью меню (слева)и панели инструментов (справа).Рис. 16. Кинетическая схема с исключенной реакцией.11Рис. 17. Включение ранее исключенной реакции с помощью меню (слева)и панели инструментов (справа).На вкладке экспериментальных данных можно исключать отдельные точки. Дляэтого следует выделять мышью индивидуальные ячейки таблицы. Чтобы исключитькакой-то момент времени из всех кривых, нужно выделить целиком строку таблицы.Это делается щелчком левой кнопки мыши на заголовке строки.
Чтобы исключить целиком кинетическую кривую, выделяют столбец таблицы щелчком на его заголовке.2. Решение прямой кинетической задачиЧтобы решить прямую кинетическую задачу, необходимо выполнить следующиешаги:1. На вкладке «Механизм» ввести кинетическую схему (набор реакций) и задатьконстанты скорости.2. Перейти на вкладку «Модель» и ввести начальные концентрации. При необходимости ввести дополнительные вещества и/или изменить некоторые уравнения, какописано в п. 1.2.3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
